DF8B型内燃机车总风缸压力骤降的处理对策

DF8B型内燃机车总风缸压力骤降的处理对策

樊冬宝

北京铁路局集团公司唐山机务段河北唐山064000

摘要：本文通过DF8B型内燃机车总风缸压力骤降导致机车制动力丧失的典型案例，从电路、风路进行分析，提出了应急处置和解决方案。

关键词：DF8B；内燃机车；总风缸压力；骤降；对策

引言

机车空气管路系统是直接影响DF8B型内燃机车的工作可靠性和保障列车运行安全性的极为重要的装置。一旦机车总风缸的压力空气在意外情况下大量流失，严重危及列车（机车）运行安全。

1机车总风缸的功能及设置

（1）总风缸是用以存储机车压力空气的容器，保证压力空气的充分供应，并能使由干燥器来的压力空气在容器内进一步冷却，分离出沉淀油水及尘埃等。

总风缸供给机车（列车）列车制动系统足够的、稳定的、符合规定的压缩空气。同时，也供给机车控制系统、撒砂系统、风喇叭、刮雨器等辅助系统所需的压力空气。机车运行中，总风缸内的压力空气应保持在750-900KPa的压力范围内。

（2）DF8B型内燃机车上设置有两个由钢板焊接而成的总风缸，其容积为625L。总风缸在机车车体的下部，转向架的后方。在每个总风缸的下部均装有一只排水塞门。

2典型案例及分析

2.1典型案例

2016年3月18日，唐山机务段司机使用DF8B型5161机车担当七滦线壬字小运转滦县站至古冶站间牵引任务。5时54分列车以49km/h的速度运行至七滦线滦县二场至雷庄站间上行K58+856处，与线路中央不明异物相撞，相撞后司机立即采取紧急制动停车措施，同时发现机车不起制动作用后，使用电阻制动无效，采取拧紧人力制动机止轮措施，于5时06分停于七滦线K53+667处。停车后，检查发现I端（即前侧）总风缸松动、移位，总风缸管折断不能运行，5时12分向雷庄站请求救援。

2.2机车乘务员作业过程

经机车视频分析，事发区段为公铁并行地段，视频清晰显示该异物时，距机车不足30米，且该轮胎平躺在线路中间，无法确认异物是否侵限，发生时段为夜间，行驶的汽车灯光造成乘务员瞭望困难，也是造成乘务员没有及时发现该异物的客观原因。

现场勘查发现：撞击点附近为直线，连续下坡道，线路左侧大约5m左右为205国道，线路两侧无护网，为开放线路。第一撞击点发现K58+850左右线路中央有轮胎摩擦枕木痕迹，向前大约15m一根枕木中间断裂，线路中心有油污痕迹，在前方线路左侧15m左右草丛中有一轮胎（轮胎为“黑骑士”牌，轮胎直径1200mm，厚度270mm），轮毂有撞击摩擦痕迹。

检查机车破损情况发现，机车前排障器下部撞击凹陷，机车总风缸捆绑带螺丝失效，总风缸旋转移位，总风管与总风缸分离，机车后排障器下部变形。

2.3原因分析

（1）列车运行至K58+850左右，由于轮胎脱落滚入铁路线路，与运行中的5壬4次机车发生相撞，机车与轮胎相撞后轮胎刮坏前排障器，挤入机车底部后轮胎滑入第三电机与I端总风缸管的空隙处，轮胎翘起并在翻转过程中带动圆形的总风管旋转90度，致使I端总风管上的所有管路损坏，导致机车总风缸（标定容积为625L）压力空气经两个直径为32mm的管路接口迅速排出，造成机车瞬间失去总风源，自阀紧急制动、单阀全制动均无效，电阻制动工况转换开关不能实现自动转换。

图1-1：DF8B型内燃机车总风管路示意图（红色为撞击后总风管损坏分离处所）：

（2）库内机车试验情况分析

机车入库后，相关技职人员在整备场利用DF8B型5304内燃机车进行实地模拟事故现场试验发现：机车总风缸压力空气瞬间排零，自阀紧急制动、单阀全制动均无效，电阻制动工况转换开关不转换，与机车乘务员陈述的现象一致。

（3）JZ-7型空气制动机原理

图1-2：JZ-7型空气制动机原理示意图：

从JZ-7型空气制动机原理可得出以下结论：

一是正常情况下，自动制动阀紧急制动位时，其作用主要通路如下：由于列车管压力迅速下降，分配阀主、副阀膜板鞲鞴迅速移到制动位，副阀柱塞切断了工作风缸与降压风缸的通路，同时降压风缸经保持阀排大气，主阀空心杆顶开供气阀，总风经常用限压阀、紧急限压阀向作用风缸充气，其最高压力为420-450KPa。其作用通路如下：总风缸管22→作用风缸管14→作用风缸；空气制动阀总风3→制动缸管12→机车制动缸。

二是正常情况下，单独制动阀手柄置于制动区，其作用通路如下：单独制动阀总风3→调整阀供气阀口→单独作用管11；空气制动阀总风3→制动缸管12→机车制动缸。

但是，由于DF8B型5161机车被汽车轮胎撞击后，机车总风缸压力空气经两个直径为32mm的管路接口迅速排出，造成机车瞬间失去总风源，在分配阀主阀部缓解弹簧作用下促使空心杆处于下极端位置，关闭总风缸经常用限压阀、紧急限压阀作用阀向作用风缸充气的通路，同时开启作用风缸经空心阀杆排气口排向大气，使作用风缸压力空气迅速排零。作用阀由于作用风缸压力排零，在作用阀缓解弹簧作用下处于下极端位置，关闭总风缸向制动缸充气的通路，此时，制动缸压力空气通过作用阀空心阀杆排气口排大气。同时，机车制动缸经总风管3快速逆流排零，致使机车制动缸压力瞬间缓解。

图1-3：JZ－7型制动机的综合作用通路简化图

（4）DF8B型内燃机车电阻制动特性分析

图1-4：DF8B型内燃机车电阻制动特性图

从DF8B型内燃机车电阻制动特性图可知，该型机车虽然设计上有电阻制动，但是由于电阻制动的原理是因为电机转子有电流流动，在定子的磁场产生与转动方向相反的力矩；机车电阻制动力与运行速度成正比，因此当机车运行速度较低（小于10Km/h）时，由于电机转子转速较慢，减少了产生的电流和反转力矩，造成制动效率大幅下降甚至失效，从而导致机车走行距离延长。

3单机运行机车总风骤降应急处置预案

为有效降低安全风险，遇单机运行中机车总风骤降，应在确保人身安全的前提下，按以下程序进行处置使机车尽快停车。

（1）采取有效措施尽快停车，及时向车站汇报。司机立即将自阀置于紧急制动位，单阀全制动位，并立即解除机车牵引力，投入机车动力制动，最大限度降低机车速度。如确认“牵制工况转换开关”不能转换到“制动”位时，应人为转换到“制动”位。

（2）指派副司机立即拧紧机车全部手制动机。

（3）设有停放制动的机车，应立即投入停放制动（蓄能制动）功能，使机车尽快停车。

（4）司机在应急处置的同时，应尽快向车站通报情况，必要时请求车站开通前方线路。

（5）机车停车后，司机应立即按规定进行防溜，使用列车无线调度通信设备向车站值班员（列车调度员）汇报，并按规定进行防护，停车后不得再行移动。

（6）机车故障发生在山区长大坡道、恶劣天气，以及司机判断机车不能继续运行，应立即请求救援。

4实施机车总风缸管路改造

（1）技职部门对DF8B型内燃机车总风缸整个结构和装置采取完备的安全措施。

（2）为防止机车总风缸的压力空气在意外情况下大量流失，在第一、二总风缸之间加装逆流止回阀。遇突发情况，第一总风缸内的压力空气将快速排向大气，第二总风缸内的压力空气由于逆流止回阀的单向作用将缓慢沿逆流小孔排入大气，以保证机车制动时所需的压力空气。

5结束语

只有不断加强机车空气管理系统的科技改造、完善应急处置预案、提高机车乘务员业务素质，才能确保DF8B型内燃机车运行安全。

参考文献：

[1]戚墅堰机车车辆厂，东风8B型内燃机车，中国铁道出版社，2001

[2]原铁道部，铁路机车操作规则，中国铁道出版社，2013

[3]机车总体及转向架，中国铁道出版社，2010